(57)【要約】【課題】  摺動粉をレンズに付着しにくくすると共に、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすくすること。【解決手段】  このレンズ駆動装置１は、レンズ１３を保持するレンズホルダ１０と、このレンズホルダ１０をレンズ１３の光軸１１に沿って移動させる駆動手段１６，２８，３０とを有する。そして、レンズホルダ１０に設けた係合部１２ｂ，１２ｄに係合し、このレンズホルダ１０を調芯状態で光軸１１に沿った直動動作をガイドするガイド部２６ａを有し、係合部１２ｂ，１２ｄを駆動手段１６，２８，３０の半径方向外側に配設し、レンズ１３を駆動手段１６，２８，３０の半径方向内側に配設している。【選択図】          図１
2005121859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダを上記レンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダに設けた係合部に係合し、このレンズホルダを調芯状態で上記光軸に沿った直動動作をガイドするガイド部を有し、
上記係合部を上記駆動手段の半径方向外側に配設し、上記レンズを上記駆動手段の半径方向内側に配設したことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記係合部は、その係合部と同一部材からなる前記ガイド部にガイドされたことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記レンズホルダは、外周に前記係合部が形成され前記光軸方向に延設した筒体と、この筒体の内周から半径方向内側へ略垂直に延設され中央で前記レンズを保持する延設部とを有し、上記筒体の内周と上記延設部とによって、前記駆動手段としてのマグネットまたはコイルを保持したことを特徴とする請求項１または２記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記筒体の一部に前記光軸方向に伸びるスリットを設け、前記ガイド部を有する本体ホルダに上記スリットに入り込み、前記レンズホルダの回り止めを行う回り止め突部を設けたことを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記レンズホルダと前記レンズとを一体成型し、その一体成型物に絞り用または遮光用の遮蔽部を印刷したことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダを上記レンズの光軸方向に移動させる駆動手段と、レンズホルダを保持する固定体とを有するレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダは、上記駆動手段のうち駆動マグネットおよび駆動コイルのどちらか一方を備え、上記固定体は、上記駆動手段のうち上記駆動マグネットおよび上記駆動コイルのどちらか他方を備え、上記駆動マグネットと上記駆動コイルとは、互いの磁気吸引力または磁気反発力によって上記レンズホルダを移動可能に、光軸方向に配設し、
上記固定体は、上記レンズホルダに設けた係合部に係合し、このレンズホルダを調芯状態で上記光軸に沿った直動動作をガイドするガイド部を有し、上記係合部を上記駆動手段の半径方向外側に配設し、上記レンズを前記駆動手段の半径方向内側に配設したことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記レンズホルダは、前記レンズと共に光軸方向に移動可能な駆動マグネットを備え、
前記固定体は、上記駆動マグネットと磁気回路を構成すると共に、前記レンズの光軸方向に配置された第１駆動コイルおよび第２駆動コイルと、この第１駆動コイルおよび第２駆動コイルに対向配置された第１磁性片および第２磁性片とを備え、
上記第１駆動コイルまたは上記第２駆動コイルへの通電を停止したときに上記駆動マグネットと上記第１磁性片または上記第２磁性片との磁気吸着により上記レンズホルダを所定の位置に保持し、上記第１駆動コイルまたは上記第２駆動コイルへの通電によって上記レンズホルダを上記第１駆動コイルと上記第２駆動コイルとの間で移動させることを特徴とする請求項６記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載のレンズ駆動装置をカメラ部とすると共に、このレンズ駆動装置によって得られた画像を表示する表示手段を有することを特徴とするカメラ付き携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置および当該レンズ駆動装置を組み込んだカメラ付き携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ付き携帯電話機などに搭載される薄型カメラは、撮影における焦点調整やズーム調整を行うためのレンズ移動距離が通常のカメラに比べて短い。このため、これらのカメラに適用されるレンズ駆動装置としては、レンズを直接、磁気駆動するレンズ駆動装置が適している。
【０００３】
このような磁気駆動タイプのレンズ駆動装置としては、たとえば、次のようなものが知られている。すなわち、レンズを保持する筒状のレンズホルダと、レンズホルダの外周に取り付けたリング状のロータマグネットと、ロータマグネットに対向する駆動コイルとを有し、駆動コイルへの通電を制御することにより、レンズを保持するレンズホルダを変換機構を介さずに直接、光軸方向に直動させると共に、そこにレンズホルダを磁気保持する構成のものが案出されている（特許文献１参照）。
【０００４】
一方、モータの回転力を直進運動に変換する変換機構を利用する場合の例として、レンズが保持されたレンズホルダを光軸に沿って案内するガイド軸を採用しているものが知られている（たとえば特許文献２、３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５０７５９号公報（第３−５頁、図１−３）
【特許文献２】特開平９−１０６３１４号公報（図１）
【特許文献３】特開平１０−１４２４７２号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のレンズ駆動装置のうち、特許文献１記載のもの、すなわち、レンズを保持するケースを光軸方向に磁気駆動し、そこに磁気的保持するタイプのものでは、レンズを長い時間所定の位置に保持しようとすると、保持している間も駆動コイルに通電する必要がある。そのため、消費電力が多くなり、もともと電源電池容量に制限がある携帯電話などの携帯機器に搭載するには適していないという問題点がある。
【０００７】
これに対して特許文献２、３に記載されているものは、回転力を直線移動に変換するための機構が複雑になり、かつ、部品点数が多くなり、携帯電話などの携帯機器に搭載するには適していないという問題点がある。また、レンズの径方向の側方に変換機構が配置されるため、半径方向の長さが大きくなり小型化の面では問題となりやすい。
【０００８】
また、従来の装置は、レンズを保持するレンズホルダの動きをガイドする部材とレンズの位置が近く、ガイド時に発生する摺動粉がレンズに付着しやすい状況となっている。また、ガイド部がレンズ、すなわち中心の近くに位置しているため、一般的に、わずかな部品の精度誤差や組み立ての精度誤差がレンズの光軸に対する垂直性に影響を及ぼすものとなっている。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、レンズホルダが摺動する時に発生する摺動粉がレンズに付着しにくくすると共に、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすくしたレンズ駆動装置を提供することを目的とする。また、他の発明は、上述の目的に加え、低消費電力が可能となると共に、小型化しやすいレンズ駆動装置を提供することを目的とする。また、他の発明は、レンズ駆動装置で得られた画像の品質を向上し得るカメラ付き携帯機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをレンズの光軸に沿って移動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置において、レンズホルダに設けた係合部に係合し、このレンズホルダを調軸状態で光軸に沿った直動動作をガイドするガイド部を有し、係合部を駆動手段の半径方向外側に配設し、レンズを駆動手段の半径方向内側に配設している。
【００１１】
この発明では、ガイド部と係合する係合部を駆動手段の外側に配置し、レンズを駆動手段の内側に配置したので、レンズホルダが摺動する部分とレンズ部分とが離れて位置することとなる。このため、摺動部分で発生する摺動粉がレンズに付着しにくくなる。また、レンズホルダが駆動手段の外側まで拡径され、その外側部分に配置される係合部でガイドされるためガイド部分がレンズ中心から離れることとなる。その結果、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすくなる。
【００１２】
他の発明は、上述のレンズ駆動装置に加えて、係合部は、その係合部と同一部材からなるガイド部にガイドされている。このように構成すると、係合部とガイド部の摺動により生ずる摺動粉が発生しにくくなる。
【００１３】
また、他の発明は、上述の各発明に加え、レンズホルダは、外周に係合部が形成され光軸方向に延設した筒体と、この筒体の内周から半径方向内側へ略垂直に延設され中央でレンズを保持する延設部とを有し、筒体の内周と延設部とによって、駆動手段としてのマグネットまたはコイルを保持している。この構成を採用すると、駆動手段の保持面積を十分確保できると共に、駆動手段としてのマグネットまたはコイルの平行度を確保しやすいものとなる。
【００１４】
また、筒体の一部に光軸方向に伸びるスリットを設け、ガイド部を有する本体ホルダにスリットに入り込みレンズホルダの回り止めを行う回り止め突部を設けるのが好ましい。この構成では、筒体の一部にスリットを入れ、そのスリットに対応する箇所に回り止め突部を設けるという単純な構成で、レンズホルダの回り止めが達成される。
【００１５】
さらに、レンズホルダとレンズとを一体成型し、その一体成型物に絞り用または遮光用の遮蔽部を印刷するのが好ましい。この構成を採用すると、絞りまたは遮光が簡単に形成され、組み立てが効率化される。
【００１６】
また、他の発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる駆動手段と、レンズホルダを保持する固定体とを有するレンズ駆動装置において、レンズホルダは、駆動手段のうち駆動マグネットおよび駆動コイルのどちらか一方を備え、固定体は、駆動手段のうち駆動マグネットおよび駆動コイルのどちらか他方を備え、駆動マグネットと駆動コイルとは、互いの磁気吸引力または磁気反発力によってレンズホルダを移動可能に、光軸方向に配設し、固定体は、レンズホルダに設けた係合部に係合し、このレンズホルダを調芯状態で光軸に沿った直動動作をガイドするガイド部を有し、係合部を駆動手段の半径方向外側に配設し、レンズを駆動手段の半径方向内側に配設している。
【００１７】
この発明では、磁気吸引力または磁気反発力によってレンズホルダを光軸方向に駆動しているので駆動手段が簡単となり、小型化しやすいものとなると共に、駆動時以外は通電しなくて済むようになる。しかも、ガイド部と係合する係合部を駆動手段の外側に配置し、レンズを駆動手段の内側に配置したので、レンズホルダが摺動する部分とレンズ部分とが離れて位置することとなる。このため、摺動部分で発生する摺動粉がレンズに付着しにくくなる。また、レンズホルダが駆動手段の外側まで拡径され、その外側部分に配置される係合部でガイドされるためガイド部分がレンズ中心から離れることとなる。その結果、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすくなる。
【００１８】
また、他の発明は上述の発明に加え、レンズホルダは、レンズと共に光軸方向に移動可能な駆動マグネットを備え、固定体は、駆動マグネットと磁気回路を構成すると共に、レンズの光軸方向に配置された第１駆動コイルおよび第２駆動コイルと、この第１駆動コイルおよび第２駆動コイルに対向配置された第１磁性片および第２磁性片とを備え、第１駆動コイルまたは第２駆動コイルへの通電を停止したときに駆動マグネットと第１磁性片または第２磁性片との磁気吸着によりレンズホルダを所定の位置に保持し、第１駆動コイルまたは第２駆動コイルへの通電によってレンズホルダを第１駆動コイルと第２駆動コイルとの間で移動させている。
【００１９】
この発明では、レンズホルダは、第１磁性片および第２磁性片の作用により所定位置に保持される。このため、位置保持の際は、駆動用の第１、第２駆動コイルの通電する必要がなくなる。この結果、低消費電力化が可能になる。
【００２０】
また、本発明のカメラ付き携帯機器は、請求項１から７のいずれか１項記載のレンズ駆動装置をカメラ部とすると共に、このレンズ駆動装置によって得られた画像を表示する表示手段を有している。
【００２１】
このカメラ付き携帯機器は、内部に組み込まれたレンズ駆動装置の駆動の際に発生する摺動粉がレンズに付着しにくくなるため、得られる画像の品質を高いものに維持できる。また、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすくなるため、得られる画像のひずみ等がなくなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のレンズ駆動装置は、レンズホルダがガイドされて摺動する時に発生する摺動粉がレンズに付着しにくくなると共に、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすいものとなる。また、他の発明のレンズ駆動装置は、低消費電力が可能となると共に、小型化しやすいものとなる。また、本発明のカメラ付き携帯機器は、レンズ駆動装置で得られる画像の品質を向上し得るものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるレンズ駆動装置およびカメラ付き携帯機器の実施の形態について説明する。なお、以下では、カメラ付き携帯機器の主要部となるレンズ駆動装置を中心にして説明することとする。各実施の形態で示すレンズ駆動装置は、携帯電話のような携帯機器のカメラ部分として搭載するのに適した構成となっているが、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)等他の携帯機器に搭載するようにしても良い。
【００２４】
図１から図５に示す第１の実施の形態のレンズ駆動装置１は、移動体となるレンズホルダ１０と、レンズホルダ１０を保持する固定体２４から主に構成されている。レンズホルダ１０は、光軸１１がその中心に位置することとなり、光軸１１の方向に延設された略円筒形状の筒体１２を有していて、筒体１２の内部にレンズ１３が備えられている。レンズ１３は、カメラのズームレンズで、光軸１１方向に前後動することで広角撮影と望遠撮影が可能とされている。なお、以下では、図１の上側を被写体側と言い、図１の下側を撮像側と言う。
【００２５】
筒体１２の内周面に当接するように、リング状に形成された駆動手段の一部となる駆動マグネット１６が筒体１２に固定されている。筒体１２の内周の中央上部には、筒体１２に対して略垂直に延設され中央でレンズ１３を保持する延設部１７が形成されている。この駆動マグネット１６は、この延設部１７の図１で下方側にも当接している。また、駆動マグネット１６は、筒体１２の光軸１１方向のほぼ中央に配置されている。
【００２６】
この実施の形態では筒体１２と延設部１７とは、樹脂材のポリカーボネートにて一体成型されている。なお、ポリカーボネートの代わりにアクリル等他の樹脂材としても良い。また、レンズ１３は非球面樹脂レンズで、延設部１７と一体成型されている。また、レンズ１３を別部材とし、接着等で延設部１７に固定しても良い。
【００２７】
図２に示すように、筒体１２の被写体側の端面には、１２０度間隔で被写体側の位置決め突起１２ａが設けられ、被写体側の側面には、位置決め突起１２ａと周方向で同一位置に光軸１１方向の移動ガイドとなるガイド突起１２ｂが設けられている。また、筒体１２の撮像側の端面には、１２０度間隔でかつ位置決め突起１２ａの間の中央にくるように、撮像側の位置決め突起１２ｃが設けられ、撮像側の側面には、位置決め突起１２ｃと周方向で同一位置に、光軸１１方向の移動ガイドとなる撮像側のガイド突起１２ｄが設けられている。
【００２８】
この実施の形態では、被写体側と撮像側とで、位置決め突起１２ａと位置決め突起１２ｃが６０度ずらされ、係合部となるガイド突起１２ｂとガイド突起１２ｄが同じように６０度ずらされているが、すべてを周方向で同一位置に配置しても良い。また、位置決め突起１２ａ，１２ｃ、ガイド突起１２ｂ，１２ｄを各々３個とせず、４個、５個等他の数としても良い。さらに、ガイド突起１２ｂ，１２ｄを複数個の突起とせず、全周に渡るリング状の突起としても良い。
【００２９】
筒体１２の撮像側の一部には、開放端から光軸１１の方向に切り込まれた回り止め用のスリット１２ｅが設けられている。このスリット１２ｅは、周方向に５〜１０度程度の幅をもって切り欠かれたもので、後述する固定体２４に設けられた回り止め突部２６ｈ（図１（Ｂ）参照）が入り込むようになっている。
【００３０】
延設部１７には、レンズホルダ１０が移動する際に、スムーズな動きとなるように通気孔１７ａが設けられている。通気孔１７ａは９０度間隔で計４個設けられているが、他の数としても良い。レンズ１３の周囲には、成型の際のレンズ１３の精度を確保するべく肉厚部１７ｂがリング状に設けられている。
【００３１】
図１の上側には被写体側の固定レンズ１４が、下側には撮像側の固定レンズ１５が配置されている。光軸１１方向に移動するレンズ１３と、固定レンズ１４，１５とでズーミング可能な撮影光学系を形成している。
【００３２】
延設部１７のレンズ１３を囲む部分およびレンズ１３の外周の一部に重なるように撮影光学系の絞り１８が配置されている。絞り１８は、リング状で、レンズ１３の撮像側に取り付けられている。絞り１８をレンズ１３や延設部１７と別部材とするのではなく、印刷によりレンズ１３等に遮蔽部として直接形成し、レンズ１３等と一体部材としても良い。なお、遮蔽部を印刷により形成する方式は、絞り１８の他に、遮光用部材の形成にも適用できる。
【００３３】
レンズホルダ１０と一体動作する駆動マグネット１６は、図３に示すように、リング状となっており、中央の孔１６ａを囲む部分がＮ極に着磁され、全体の外周部分がＳ極にそれぞれ単極着磁されている。なお、この着磁関係はＮＳが逆になるようにしても良い。この駆動マグネット１６は、上述したようにその外周側面が筒体１２の内周面に当接し、被写体側の平面が延設部１７に当接している。また、駆動マグネット１６は、固定体２４に対し光軸１１の方向に相対移動可能に納められている。
【００３４】
レンズホルダ１０は、固定体２４内に挿入されている。固定体２４は、蓋部材２５と本体ホルダ２６とで構成されている。略リング状の蓋部材２５の中心の円形孔２５ａに、被写体側の固定レンズ１４が嵌められ、接着材等で固定されている。蓋部材２５の前端部、すなわち被写体側には、被写体からの反射光をレンズ１４に取り込む円形の入射窓となる円形孔２５ａが形成されている。円形孔２５ａの前方には、レンズ保護用の開閉自在のバリアが設けられるが、図示は省略されている。
【００３５】
本体ホルダ２６も略円筒形状に形成されていて、筒体１２のガイド突起１２ｂ，１２ｄが、本体ホルダ２６の外壁の内周面２６ａをガイドとしてレンズ１３の光軸１１方向に移動可能となるように、レンズホルダ１０が本体ホルダ２６に嵌められている。本体ホルダ２６の材質は、ポリカーボネートであり、筒体１２と同材質となっている。このように、筒体１２と本体ホルダ２６とを同材質とすることで摺動粉の発生を抑止できる。なお、本体ホルダ２６をＰＯＭ(ポリオキシメチレン）、いわゆるポリアセタール樹脂とすることで、摺動性を増すようにしても良い。
【００３６】
奥側、すなわち撮像側へのレンズホルダ１０の移動限界は、筒体１２の後端部に存在する位置決め突起１２ｃが本体ホルダ２６の底面２６ｂに当接することによってその位置が決められるようになっている。図１の右半分および図４は、レンズホルダ１０が最も奥側へ移動した状態を示している。前側、すなわち被写体側へのレンズホルダ１０の移動限界は、筒体１２の前端部に存在する位置決め突起１２ａが蓋部材２５の外周当接面２５ｂに当接することによってその位置が決められる。図１の左半分は、レンズホルダ１０が最も前方側へ移動した状態を示している。
【００３７】
また、本体ホルダ２６の内周であって、外周側のリング状突起２６ｃと内周側のリング状突起２６ｄとで囲まれたリング状凹部２６ｅには、駆動マグネット１６よりも奥側となるように、かつその駆動マグネット１６に対向するようにリング状に巻かれた第１の駆動コイル２８が配置されている。この第１駆動コイル２８に対して駆動マグネット１６を挟むようにして第２駆動コイル３０が蓋部材２５の側に配置されている。
【００３８】
第１駆動コイル２８の奧側にリング状の第１磁性片３２が嵌められ、この第１磁性片３２と第１駆動コイル２８は、共に本体ホルダ２６のリング状突起２６ｄの外周によって固定されている。第１磁性片３２は、本体ホルダ２６の底面にも接着等により固定されている。上述したように、第１駆動コイル２８の前端面と駆動マグネット１６の後端面は対向している。
【００３９】
蓋部材２５のリング状突起２５ｃの外周には、駆動マグネット１６よりも前側位置に、上述したように、リング状の円形に巻回された第２駆動コイル３０が嵌められている。さらに、この駆動コイル３０に重ねてリング状の第２磁性片３４が嵌められており、蓋部材２５に接着等によって固定されている。駆動マグネット１６の前端面と第２駆動コイル３０の後端面が延設部１７をはさんで対向している。したがって、駆動マグネット１６を挟んで光軸１１の方向に並んだ第１駆動コイル２８と第２駆動コイル３０の光軸方向外端面にそれぞれ第１磁性片３２および第２磁性片３４が配置されていることとなる。また、駆動マグネット１６は、第１、第２駆動コイル２８、３０で光軸１１の方向に挟まれる構成となる。
【００４０】
第１、第２磁性片３２，３４は、座金状の強磁性体、たとえば鋼板からなる。駆動マグネット１６から出た磁束は、第１駆動コイル２８や第１磁性片３２をその中心側から外周側に通過し駆動マグネット１６に戻る。また、駆動マグネット１６からの磁束は、第２磁性片３４や第２駆動コイル３０をその中心側から外周側にとおり、駆動マグネット１６に至るようになっていて、これらの部材によって磁気回路が構成されている。したがって、駆動マグネット１６によって形成される磁界中に、第１、第２駆動コイル２８，３０が位置することとなる。このように、駆動マグネット１６と、第１駆動コイル２８と、第２駆動コイル３０とで駆動手段が構成されることとなる。
【００４１】
第１、第２駆動コイル２８，３０の対向面間距離は、駆動マグネット１６の光軸１１の方向の厚さと延設部１７の光軸方向の厚さを加えた厚さよりも大きい。駆動マグネット１６と第１駆動コイル２８または第２駆動コイル３０との間には光軸１１の方向の間隙が生じていて、この間隙の範囲内で駆動マグネット１６が、したがって駆動マグネット１６と一体のレンズホルダ１０が光軸１１の方向に移動することができる。
【００４２】
本体ホルダ２６には、図１（Ｂ）に示すように、レンズホルダ１０の回り止めとなる回り止め突部２６ｈが設けられている。この回り止め突部２６ｈは、本体ホルダ２６の外壁の内周面２６ａであって撮像側に設けられ、その設置範囲は周方向の角度で４〜９度程度とされている。この回り止め突部２６ｈは、スリット１２ｅの中に入り、レンズホルダ１０の周方向の回り止めとして機能する。
【００４３】
レンズ駆動装置１の光軸１１に沿った奧側には、台座部４１に固定された後端部材４２の被写体側にフィルタ４３が配置されている。このフィルタ４３は、本体ホルダ２６の中央のリング状突起２６ｆの段部２６ｇに係止され固定されている。後端部材４２には撮像素子４４が固定配置されている。フィルタ４３は、撮像素子４４の検出波長に対応させて所定の波長の光をカットするためのものである。撮像素子４４は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成されており、その検知信号を回路基板４５へ送る。検知信号となる画像信号は、回路基板４５を介して図示しない制御部（マイクロコンピュータ等で構成されている）へ送られる。なお、撮像素子４４としては、ＣＭＯＳ以外にＣＣＤやＶＭＩＳ等を採用することができる。
【００４４】
なお、このレンズ駆動装置１では、被写体側の固定レンズ１４は、枠部４６と一体的に樹脂成型された非球面レンズとされている。また、撮像側の固定レンズ１５も、枠部４７と一体的に樹脂成型された非球面レンズとされている。また、蓋部材２５と本体ホルダ２６とは接着材または溶接によって固定され、本体ホルダ２６と台座部４１とは、接着材４８によって固定されている。
【００４５】
このレンズ駆動装置１は、携帯機器となる携帯電話機のケース表面と蓋部材２５の表面４８とが同一平面または略同一平面となるように配置されている。また、携帯電話機のケース裏面とレンズ１５との間に撮像素子４４や回路基板４５が配置される構成となっている。このため、レンズ駆動装置１の外周部分に、十分なスペースをとることができ、このレンズ駆動装置１を携帯機器に組み込みやすくなる。
【００４６】
次に、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組み立て方法について、図１および図４から図６を参照しながら説明する。
【００４７】
まず、撮像素子４４，回路基板４５およびフィルタ４３等を有する後端部材４２を台座部４１に嵌合固定する。一方、本体ホルダ２６に第１磁性片３２を入れ固定する。次に、第１駆動コイル２８を第１磁性片３２に重ねて配置し固定する。また、フィルタ４３とレンズ１５を本体ホルダ２６に組み込む。これにより本体ホルダ部組み２６Ａが完成する。また、蓋部材２５にレンズ１４を接着等により固定する。さらに、蓋部材２５に第２磁性片３４を組み込み固定し、第２駆動コイル３０を第２磁性片３４に重ねて配置し、固定する。これにより蓋部材部組み２５Ａが完成する。その後、駆動マグネット１６が固定され、レンズ１３を内部に有するレンズホルダ１０を本体ホルダ２６に組み込む。
【００４８】
その後、蓋部材部組み２５Ａを本体ホルダ部組み２６Ａに嵌合し仮固定する。この状態で、本体ホルダ部組み２６Ａを台座部４１に入れ、撮像素子４４とレンズ１３との距離を調節し、レンズ１３が広角撮影位置で適切な画像が得られるようにする。そのような状態となった位置で接着材４８を台座部４１と本体ホルダ部組み２６Ａとの間に挿入し両者を固定する。
【００４９】
次に、蓋部材部組み２５Ａを光軸１１の方向に前後動させ、レンズ１３が望遠撮影で適切な撮影が可能となる位置で、蓋部材部組み２５Ａを固定する。すなわち、筒体１２の前端面の位置決め突起１２ａが蓋部材２５の外周当接面２５ｂに突き当たった状態となる望遠位置で適切な望遠画像が得られるように、蓋部材部組み２５Ａを本体ホルダ部組み２６Ａに対して光軸１１方向に前後させ、適切な位置で両者を接着材等を利用して固定する。
【００５０】
次に、このように構成されるレンズ駆動装置１の動作について説明する。
【００５１】
まず、図１の右半分および図４に示すように、駆動マグネット１６がレンズホルダ１０と共に奧側に移動し、第１、第２駆動コイル２８，３０に通電されなくても、駆動マグネット１６と第１磁性体３２との間に生じる磁気吸引力によって移動した位置に保持されている状態であるとする。このときのレンズ１３の位置は、広角の撮影位置（以下、広角撮影位置という。）となっている。このとき、レンズホルダ１０の後端面の位置決め突起１２ｃが本体ホルダ２６の底面２６ｂに衝突することで、その後方進出が阻止されている。この停止位置では、駆動マグネット１６と第１駆動コイル２８との間にはわずかな隙間を発生させている。これは第１駆動コイル２８と駆動マグネット１６とが衝突すると、いずれか一方または両者が損傷してしまうためであり、その衝突を防止しているのである。
【００５２】
図１の右半分および図４に示す状態において、所定のズームスイッチ（図示省略）が操作されると、第１、第２駆動コイル２８，３０の少なくとも一方の向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット１６による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット１６を前方に押し出す向きの電磁力が働き、駆動マグネット１６と共にレンズホルダ１０が前方に進出する。この進出量は、駆動マグネット１６と第１、第２駆動コイル２８,３０との間に生じる上述した間隙の範囲内である。レンズホルダ１０と共にレンズ１３が前方に進出して望遠での撮影位置（以下、望遠撮影位置という。）となる。この状態を図１の左半分として示す。
【００５３】
なお、フレミングの左手の法則は、磁界中に線電流が流れているときに、その線電流を流している物体に働く力の関係を示すものであるが、この実施の形態では、駆動コイル２８，３０が共に固定されているため、反作用として駆動マグネット１６に力が働くこととなる。
【００５４】
レンズホルダ１０が前方に進出すると、その前端面に存在する位置決め突起１２ａが外周当接面２５ｂに衝突することで、その前方進出が阻止される。この前方に進出したレンズ１３の位置は、駆動コイル２８，３０に通電されなくても、駆動マグネット１６と第２磁性体３４との間に生じる磁気吸引力によって保持される。このときも、第２駆動コイル３０と延設部１７との間にはわずかな隙間を発生させている。これも第２駆動コイル３０と延設部１７とが衝突し、それらが損傷することを防止するためである。
【００５５】
前方への移動の際に生ずる電磁力は、第１駆動コイル２８への通電では駆動マグネット１６を前方側に移動させる向きに発生させ、第２駆動コイル３０への通電でも駆動マグネット１６を前方側に移動させる向きに発生させる。第１、第２駆動コイル２８，３０の両方に同時に通電しても良いし、いずれか一方に通電しても良い。
【００５６】
望遠撮影位置から広角撮影位置に切り換えるには、ズームスイッチを広角撮影位置に切り換える。この切り換えによって、第１、第２駆動コイル２８，３０の少なくとも一方に先ほどとは逆向きに通電される。この電流の向きと駆動マグネット１６による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット１６を後方に引き戻す向きの電磁力が働き、駆動マグネット１６と共にレンズホルダ１０が後退して、図１の右半分に示す広角撮影位置となる。
【００５７】
以上のように、このレンズ駆動装置１は、広角撮影位置、望遠撮影位置の２位置での撮影が可能となる。しかも、その２位置では、駆動コイル２８，３０に電流を流さなくて良いため、低消費電力化が達成される。
【００５８】
なお、図１に示す第１の実施の形態の寸法データの例を示すと、固定体２４の本体ホルダ２６の外径は１５ｍｍ程度、固定体２４の高さは６ｍｍ程度、レンズホルダ１０の移動ストロークは０．５〜１．８ｍｍ程度とすることができる。また、広角撮影と望遠撮影との切り換えのために、第１駆動コイル２８や第２駆動コイル３０へ電流を流す駆動時間は最小で５msecとなっている。
【００５９】
この第1の実施の形態のレンズ駆動装置１では、固定体２４の枠を構成する部材として、蓋部材２５と本体ホルダ２６とが存在することを述べたが、この本体ホルダ２６は、フィルタ４３や撮像素子４４を保持する後端部材４２を嵌合保持する台座部４１に接着材４８等で固定されている。このため、この実施の形態では、後端部材４２や台座部４１も固定体２４の一部を形成している。
【００６０】
図１等に示す第１の実施の形態において、駆動マグネット１６から第１駆動コイル２８や第２駆動コイル３０への磁束の流れは、第１駆動コイル２８と第２駆動コイル３０の部分で駆動マグネット１６の駆動に必要な方向成分になれば良い。したがって、駆動マグネット１６は、これを駆動コイルの内径より内側に配置しても良いし、駆動コイルの外径より外側に配置しても良い。なお、半径方向の短縮を図るには、駆動マグネット１６と２つの駆動コイル２８，３０とが光軸１１方向に重合する構成、すなわち光軸１１の方向に少なくともその一部が重ね合わされる構成とするのが好ましい。
【００６１】
このレンズ駆動装置１は、ガイド部（本体ホルダ２６の外壁の内周面２６ａ）と係合する係合部（ガイド突起１２ｂ，１２ｄ）を駆動手段の外側に配置し、レンズ１３を駆動手段の内側に配置したので、レンズホルダ１０が摺動する部分とレンズ１３とが離れて位置することとなる。このため、摺動部分で発生する摺動粉がレンズ１３に付着しにくくなる。また、レンズホルダ１０が駆動手段の外側まで拡径され、その外側部分に配置される係合部でガイドされるためガイド部分がレンズ１３の中心から離れることとなる。その結果、レンズ１３の光軸１１に対する垂直性を確保しやすくなる。
【００６２】
このレンズ駆動装置１は、駆動マグネット１６が筒体１２の内周面と延設部１７の下面の計２つの面に当接するので、接着面が大きくなる。このため、駆動マグネット１６の固定が長期に渡り安定したものとなる。また、光軸１１に対して垂直度を出しやすい延設部１７に対して駆動マグネット１６が面当接して固定されるので、駆動マグネット１６の光軸１１に対しての垂直度が出やすいものとなる。
【００６３】
また、レンズホルダ１０をガイドするガイド部が１部材で構成されるため、レンズホルダ１０の光軸１１方向の移動を安定的にガイドできる。すなわち、ガイド部となる本体ホルダ２６の外壁の内周面２６ａが１部材（外壁）で形成されているため、係合部となるガイド突起２６ｂ、２６ｄの摺動が安定し、レンズホルダ１０がこじれて曲がったり、摺動しづらくなるということが無くなる。
【００６４】
また、この実施の形態のレンズ駆動装置１では、第１、第２駆動コイル２８，３０が同一部材であり、第１、第２磁性片３２，３４が同一部材となっている。このため、生産性が向上すると共に低コスト化が達成される。また、筒体１２と本体ホルダ２６とが同一材質のポリカーボネートで形成されているため、摺動粉が出にくいものとなる。なお、材料としてはポリカーボネートではなくてアクリルまたはＰＯＭ等としても良い。
【００６５】
次に、図７を参照しながら、このレンズ駆動装置１含むカメラ５０のシステム構成を説明する。
【００６６】
このカメラ５０は、レンズ１３を有するレンズホルダ１０を駆動して切り換え動作を実現するドライバ５１と、撮像素子４４から得られる画像信号を処理するＩＳＰ(Image Signal Processor)５２と、画像データを保存するストレージデバイス５３と、コントロールロジック部５４と、電子処理をするため画像を一時保管する単数または複数のメモリ５５と、光学画像や電子処理された電子画像を表示する表示手段５６と、これらの各部材をコントロールするシステムコントローラとしてのＭＰＵ(Micro Processing Unit)５７とを有している。
【００６７】
ここで、レンズ駆動装置１に相当するカメラモジュールは、レンズ１３を含むレンズホルダ１０等からなるレンズ駆動装置１のメカ部分と、撮像素子４４と、ドライバ５１と、ＩＳＰ５２とから構成される。コントロールロジック部５４とＭＰＵ５７とで制御部が構成される。撮像素子４４とＩＳＰ５２と制御部とで、画像取得手段が構成される。ＭＰＵ５７は、切り換え指令を読み取る切り換え指令読取手段となり、レンズ１３の操作位置を確認する操作位置確認手段となり、また、レンズ１３の位置を検出する現在位置検出手段ともなる。
【００６８】
なお、レンズ１３の位置、すなわちレンズホルダ１０の位置を検出するセンサを設けることで、そのセンサが現在位置検出手段の一部を構成するようにしても良いが、特別なセンサを設けず、第１駆動コイル２８や第２駆動コイル３０をセンサとして使用するようにしても良い。その場合、第１、第２駆動コイル２８，３０が現在位置検出手段の一部を構成することとなる。
【００６９】
また、コントロールロジック部５４は、ＭＰＵ５７の内部に組み込むようにしても良い。また、表示手段５６は、液晶からなる表示素子とその表示素子を駆動する表示ドライバとからなる。表示ドライバは、回路基板４５内に配置するようにしても良い。なお、表示素子としては、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)やＥＬ(Electro Luminescent)としたり、その他の表示素子としても良い。また、メモリ５５を図７に示すように複数設けると、一時的に保存した画像を利用して、よりスムーズな電子処理（デジタル処理）を行ってデジタルズーム（徐々に画像が拡大したり縮小したりするズーミング）を実行したり、複数の異なる解像度の画像を合成することができる。
【００７０】
このようなカメラ５０を携帯電話などの携帯機器に組み込む。この携帯機器は、内部に組み込まれたレンズ駆動装置の駆動の際に発生する摺動粉がレンズに付着しにくくなるため、得られる画像の品質を高いものに維持できる。また、レンズの光軸に対する垂直性を確保しやすくなるため、得られる画像のひずみ等がなくなる。
【００７１】
次に、第２の実施の形態のレンズ駆動装置１Ａを図８に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態における部材と同一の部材には同一符号を付し、その説明を省略または簡略化することとする。
【００７２】
図８に示す第２の実施の形態のレンズ駆動装置１Ａは、レンズホルダ１０と、固定体２４から主に構成されている。その他主要な構成は、レンズ駆動装置１と同様である。異なる点は、駆動マグネット１６が筒体１２等に固定されておらずレンズホルダ１０に対して光軸１１方向に移動可能とされていることと、遮光用部材および絞りが印刷されていることと、フィルタ４３が本体ホルダ２６に設けられていないことと、リング状突起２６ｃが設けられていないこと、の４点である。
【００７３】
このレンズ駆動装置１Ａは、駆動マグネット１６が筒体１２と延設部１７に固定されていない。筒体１２の内周面２６ａの撮像側には駆動マグネット１６の移動を規制する筒状の規制部材６１が固定されている。この規制部材６１によって広角位置での駆動マグネット１６の撮像側への移動を阻止している。すなわち、駆動マグネット１６は、広角位置では、磁気吸引力により第１磁性片３２の方向へ移動しようとするが規制部材６１に突き当たるため、それ以上の移動は阻止される（図８の右半分の状態）。一方、レンズホルダ１０が、被写体側、すなわち望遠位置へ移動したときは、駆動マグネット１６はさらに第２磁性片３４側へ移動しようとするが、延設部１７によってその移動は阻止される（図８の左半分の状態）。
【００７４】
このように、駆動マグネット１６が距離Ｌだけ移動できる構成とすることにより、レンズホルダ１０のストロークは小さくても駆動マグネット１６のストロークは大きくできることとなる。このため、駆動マグネット１６や第１、第２磁性片３２，３４を小さくし磁気吸引力を小さくしても、位置保持力は十分なものとすることができる。これは、レンズ駆動装置１Ａの小型化に寄与すると共に、広角撮影位置や望遠撮影位置での画像取得（＝撮影）に際してレンズ１３が安定することとなり、良質な画像を得ることが可能となる。
【００７５】
延設部１７の一部とレンズ１３の一部に渡るように遮光兼絞り６２が設けられている。遮光兼絞り６２は、通気孔１７ａの中央側よりレンズ１３の外縁部までの幅を持つリング状に形成されている。遮光兼絞り６２は、炭素を含んだインクを使用して印刷することにより形成されており、黒色状となっている。図８では、左半分には遮光兼絞り６２を示しているが、右半分では図示を省略している。なお、遮光兼絞り６２の代わりに、遮光用のみとしたり、絞り用のみとしても良い。このように遮光部材や絞り部材を印刷で遮蔽部として形成すると、生産性が上がると共に低コスト化が達成される。
【００７６】
このレンズ駆動装置１Ａでは、フィルタ４３が本体ホルダ２６に設けられておらず、図示を省略した後端部材４２に設けられている。しかし、フィルタ４３は、必ず設けなくてはならないということではない。また、レンズ駆動装置１Ａには、内周側のリング状突起２６ｄは存在するものの外周側のリング状突起２６ｃが存在しない。外周側のリング状突起２６ｃが存在しないため、レンズホルダ１０の移動時に第１駆動コイル２８が第１磁性片３２に衝突するリスクが生ずるが、第１駆動コイル２８や第１磁性片３２の組み立て時に、それらの外周面が広がらないように注意すればリスクは十分回避できる。
【００７７】
以上に説明した本発明の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。たとえば、筒体１２としてはレンズ１３と一体のものを示したが、筒体１２をレンズ１３とは別体としても良い。
【００７８】
また、駆動手段となる第１、第２駆動コイル２８，３０をレンズホルダ１０の内側にくるように設けているが、筒体１２の光軸方向の長さを短くし、筒体１２の上下に駆動手段を配置する構成としても良い。また、駆動マグネット１６を径方向にＮＳ着磁されたものとしているが、光軸１１の方向にＮＳ着磁された径方向着磁としても良い。
【００７９】
また、上述の実施の形態では、レンズホルダ１０と共に移動するものを駆動マグネット１６としたが、駆動マグネット１６の代わりに駆動コイルとしても良い。駆動コイルとした場合、固定体２４側に配置されるものは、それぞれマグネットとなる。このように、いわゆるムービングコイル方式に対しても本発明を適用できる。
【００８０】
また、レンズホルダ１０の筒体１２に設けられた位置決め突起１２ａ，１２ｃとガイド突起１２ｂ，１２ｄの一部を設けないようにしても良い。たとえば被写体側でのセンタリングを行わせるガイド突起１２ｂと傾き精度を確保する位置決め突起１２ａと、撮像側での傾き精度を確保する位置決め突起１２ｃとを、上述のように設け、撮像側でのセンタリングを行わせるガイド突起１２ｄを無くしても良い。このように、レンズホルダ１０の光軸１１方向の一側のみに係合部を形成し、レンズホルダ１０を片持ち状態で摺動させる一方、上下の２位置で突き当たりさせ、光軸１１に対する傾きを修正することで、レンズホルダ１０のこじれが減少し、動きを円滑にできる。なお、ガイド突起１２ｄを無くす代わりに、被写体側のガイド突起１２ｂを無くしても良い。
【００８１】
また、第１駆動コイル２８と第１磁性片３２とを一体成型し、第２駆動コイル３０と第２磁性片３４とを一体成型するようにしても良い。また、回り止め突起２６ｈの代わりに本体ホルダ２６にスリットを設け、筒体１２にはスリット１２ｅの代わりに突部を設け、その突部を本体ホルダ２６に設けたスリットに挿入し、レンズホルダ１０の回り止めとしても良い。
【００８２】
また、第１、第２駆動コイル２８，３０の端末線となるコイルリード線の引き出し部をスリット状にし、開放された形状としても良い。また、必要により、レンズ１３の枠部となる筒体１２にもリード線に干渉しないようにスリット等の逃げを設けるようにしても良い。さらに、第１、第２コイル２８，３０が置かれる付近にランドを設けておき、第１、第２駆動コイル２８，３０側にも予め電極を設け、配線を省力しても良い。また、第１、第２駆動コイル２８，３０に設けられた電極と接触する電極を固定体２４に設けておいても良い。さらに、その場合、どちらかの電極に弾力を持たせるか弾力のある支持部材で支持するようにしても良い。また、電極の接触を確実にするため組立時に導電体接着材を用いるようにしても良い。
【００８３】
また、固定レンズ１４と蓋部材２５とを一体成型された一体物としても良い。さらに筒体１２と延設部１７と駆動マグネット１６とをインサートモールドで成型しても良い。この際、駆動マグネット１６の代わりに駆動コイルとしても良い。また、蓋部材２５と第２磁性片３４とを、または、蓋部材２５と第２磁性片３４と第２駆動コイル３０とをインサートモールドで成型しても良い。同様に、本体ホルダ２６と第１磁性片３２とを、または、本体ホルダ２６と第１磁性片３２と第１駆動コイル２８とをインサートモールドで成型しても良い。さらには固定レンズ１５と本体ホルダ２６とを一体成型しても良い。
【００８４】
また、本発明は、レンズ１３の位置を２つ以上の位置に切り換える必要があるものすべてに適用可能である。また、本発明は、間欠的に切り換えるものではなく、連続的に切り換えていくもの、すなわち光学的ズーミング機構にも適用可能である。具体的には、上述した２つの実施の形態の場合の他、不使用時にレンズ鏡筒をカメラまたは携帯機器などの本体内に収納する沈胴式カメラの沈胴機構として、あるいは、焦点距離を複数の位置に切り換えることができるカメラの焦点距離切り換え機構や広角と望遠の画像を連続的に表示するズーミング機構にも適用できる。
【００８５】
また、レンズ１３としては、１枚のレンズのものとしたが、２枚のレンズの組み合わせとしたり、３枚以上のレンズを組み合わせたものとしても良い。また、各レンズ１３，１４，１５を非球面樹脂レンズとしたが、球面ガラスレンズとしたり、非球面ガラスレンズとしても良い。
【００８６】
また、レンズホルダ１０と固定体２４をそれぞれ１つとした例を示したが、レンズホルダ１０と固定体２４を光軸１１の方向に２つまたは３つ以上重ねるように配置したものとしても良い。また、固定体２４は１つとし、レンズホルダ１０や固定体側の駆動コイル等を複数組設けるようにしても良い。
【００８７】
また、上述の各実施の形態では、レンズ駆動装置１，１Ａをカメラ付き携帯電話機のカメラ部分の機構として組み込んだ例を示したが、これらのレンズ駆動装置や薄型カメラは、モバイルコンピュータ、ＰＤＡ等の他の携帯機器に使用したり、監視カメラ、医療用カメラ等他のカメラ装置や、自動車、テレビ等の電子機器にも組み込むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、カメラ装置に応用できる。また、カメラ機能を有する携帯電話機等の携帯機器に適用できる。さらには、レンズの位置切り換え機構を備えている電子機器であれば、すべての電子機器に組み込むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置を示す図で、（Ａ）はレンズホルダの位置を左右で異ならせた状態で示すレンズ駆動装置の断面図で、（Ｂ）は断面線を変えた場合の要部断面図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置に使用されているレンズホルダを示す図で、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ｏ−Ｅ線断面図で、（Ｂ）は（Ａ）を下方から見た底面図で、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｏ−Ｅ線断面図である。
【図３】図１のレンズ駆動装置で使用される駆動マグネットの平面図である。
【図４】図１のレンズ駆動装置（台座部、後端部材、絞りを除く）の半分に切った状態の斜視図である。
【図５】図１のレンズ駆動装置（台座部、後端部材、絞りを除く）の切断分解図である。
【図６】図１のレンズ駆動装置の要部分解図である。
【図７】図１のレンズ駆動装置を含むカメラのシステム構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置を示す断面図で、レンズホルダの位置を左右で異ならせた状態で示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ  レンズ駆動装置
１０  レンズホルダ
１１  光軸
１２  筒体
１２ａ  位置決め突起
１２ｂ  ガイド突起（係合部）
１２ｃ  位置決め突起
１２ｄ  ガイド突起（係合部）
１２ｅ  スリット
１３  レンズ
１４  固定レンズ
１５  固定レンズ
１６  駆動マグネット（駆動手段の一部）
１７  延設部
１８  絞り
２４  固定体
２５  蓋部材
２６  本体ホルダ
２６ａ  外壁の内周面（ガイド部）
２８  第１駆動コイル（駆動手段の一部）
３０  第２駆動コイル（駆動手段の一部）
３２  第１磁性片
３４  第２磁性片
４１  台座部
４２  後端部材
４３  フィルタ
４４  撮像素子
４５  回路基板
５０  カメラ
【図１】
2005121859.tif 000003
【図２】
2005121859.tif 000004
【図３】
2005121859.tif 000005
【図４】
2005121859.tif 000006
【図５】
2005121859.tif 000007
【図６】
2005121859.tif 000008
【図７】
2005121859.tif 000009
【図８】
2005121859.tif 000010